猪扁桃体微生物组的培养组学分析揭示新物种及新型抗菌肽资源

《Microbiome》：Culturomics of the pig tonsil microbiome identifies new species and an untapped source of novel antimicrobials

编辑推荐：本研究针对猪扁桃体微生物组与病原体定植抵抗的关联问题，通过跨11个农场的101份样本16S rRNA测序和培养组学（Culturomics）分析，构建了包含518株菌的核心菌群库，发现两株新型菌种Brevibacterium moorei和Corynebacterium kozikiae能产生抑制猪链球菌（S. suis）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）的羊毛硫肽类抗菌物质，为开发新型益生菌和抗生素提供了重要资源。

　　猪扁桃体作为呼吸道免疫的重要门户，其微生物组与病原体定植的平衡关系一直是动物健康研究的焦点。猪链球菌（S. suis）等病原体常通过扁桃体入侵宿主，而微生物组的失调可能增加感染风险。然而，健康猪扁桃体核心菌群的组成及其抑制病原体的机制尚不明确。荷兰瓦赫宁根大学与研究中心联合格罗宁根大学医学中心的研究团队通过多国农场采样和跨学科技术，首次系统解析了猪扁桃体微生物组的生态特征，并挖掘出具有临床潜力的新型抗菌物质。相关成果发表于《Microbiome》。

研究团队采用16S rRNA V3-V4区测序分析101头健康仔猪的扁桃体样本，结合8种培养基的培养组学技术分离菌株，通过MALDI-TOF质谱和全基因组测序鉴定菌种。拮抗实验筛选抑菌活性菌株，并利用antiSMASH预测生物合成基因簇（BGC）。

核心菌群分析显示，健康仔猪扁桃体微生物组以Actinobacillus（28.0%）、Moraxella（12.2%）和Streptococcus（11.7%）为主导，鉴定出14个核心属和17个高丰度ASV（扩增子序列变异体）。培养组学获得518株菌（覆盖38.89%的微生物多样性），包括23个属的60个物种。其中46.5%的菌株在90%以上样本中普遍存在。

研究发现了两个新物种：Brevibacterium moorei（基因组3.42 Mbp，GC含量66.76%）和Corynebacterium kozikiae（基因组2.45 Mbp，GC含量60.36%）。后者菌株76QC2CO能产生新型羊毛硫肽flavucin IF76，对S. suis和S. aureus具有显著抑制作用。该肽经预测含有5个氨基酸变异，具有热稳定性和蛋白酶抗性。

基因组挖掘在45株菌中发现164个BGC，其中68.6%为未知功能簇。C. kozikiae的BGC与已知flavucin有94%相似性，但结构差异可能赋予其独特抗菌特性。体外实验证实其抑菌活性，且对哺乳动物细胞无毒性。

该研究首次建立了猪扁桃体微生物组的培养资源库，揭示了微生物互作中天然抗生素的生态功能。发现的flavucin IF76为开发抗耐药菌药物提供了新候选，而核心菌群图谱为益生菌筛选奠定了基础。未来研究可进一步验证这些菌株在动物模型中的定植抵抗效果，推动微生物组干预策略在畜牧健康中的应用。